4.7电磁感应定律应用3.

1、X X X X X法拉第电磁感应定律能量守恒的观点解决问题减少机械能转化为电能例 1、如图所示，闭合金属铜环从高为啲曲面滚下，沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速度为零，不计摩擦，则A. 若是匀强磁场，环上升的高度小于力B. 若是匀强磁场，环上升的高度大于力C. 若是非匀强磁场， 环上升的高度等于力D. 若是非匀强磁场，XXX X X X X升的高度小于力电-1如图所示，一金属球用绝缘细线悬挂于 o 点, 将金属球拉离平衡位置并释放，金属球摆动过程 中经过有界的水平匀强磁场区域，A. B 为该磁场 的竖直边界.若不计空气阻力，贝“ )类型一A.金属球向右穿过磁场后，还能 摆至原来的高度也进入和离开

2、磁场时，金属球 祥陌有感应电流C.金属球进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大D 金属球最终将静止在平衡位置o减少的重力势能转化为电能电磁驱动的分析和应用位于光滑水平面的小车上放置一螺线管， 一个 比螺线管长的条形磁铁，在光滑面上沿着螺线管的 轴线水平穿过，如图 4-7-5 所示，在此过程中 ( )类型二A A减少的动能转化为电能光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线， 如图 4一 77 所示，抛物线的方程是下半部处在一个 水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是 y =4 的直 线（图中的虚线所示），一个小金属块从抛物面上 y = 姙刃）处以速度卩沿抛物面下滑，假设抛物面足够长, 小舍雇块沿

3、坳物面下滑后产牛的焦耳热总量是（）减少机械能转化为电能A.mgb变式训练3如图 4 一 78 所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连， 水平轨道上方有一足够长的金属杆, 杆上挂有一光滑螺旋管 A.在弧形轨道上高为的地方， 无初速释放一磁铁（可视为质点），下滑至水平轨道时 恰好沿螺旋管 4 的中心轴运动，设 4、的质量分别为叫若最终 4、速度分别为少、vB.螺旋管 A 将向哪个方向运动？（2）全过程中整个电路所消耗的电能.减少的重力势能转化为电能和动能类型三电磁感应中的能量问题C.mg(b_a)_a)+尹 eR解析：（1）磁铁向右运动时，螺旋 管中产生感应电流，感应电流产生电磁 驱动作用

4、，使得螺旋管 A 向右运动.（2）全过程中，磁铁减少的重力势能 转化为 4、的动能和螺旋管中的电能，所以mgh =+ E 电1 2 1 2艮卩 E 电=mgh一一（一）电磁感应现象中，机械能转化为电能的现象例一.光滑水平的金属导轨，导轨平面处于竖直向下的 匀强磁场中。两根金属棒 ab、MN 横放在导轨上，质 量为 m 且相等，电阻分别为 R 和 2R。现使 MN 以 V。的 初速度运动，试判定两金属棒的运动情况，电动势及 电流的变化情况。若最终两棒都以VQ/2的速度运动， 求：在上述过程中，电路中产生的焦耳热.B机械能（动能）转化为电能:E 电=mv孑/4EBLVBLVaf-a 1bN/aM当

5、EM=(一)电磁感应现象中，机械能转化为电能的现象例二：如图，一电阻为 r 的 N 匝矩形线abed,边长ab=L, ca=h,质量为 m。自某高度处自由落下，线面保持竖直。运动中通过一水平方向的匀强磁场,rn5L磁场与线圈平面垂直，磁场高度为 h。若线圈恰能匀速通过磁场，线内产生的焦耳热多大?b例二： 如图， 一电阻为 r 的 N 匝矩形线圈 abed,边长 ab=L,ca=h,质量为 m。自某高度处自由落下，线 面保持竖直。运动中通过一水平方向的匀强磁场， 若线圈恰能匀速通过磁场，此时线圈速度多大? 下落的初始高度多大？NBIL = mg I)沁2)r解得店NBI3下降 H 过程：mgH=

6、mv2/2-0V2_ m2gr2H =2g 2NBTaaL2)9感应强度为 B=1.0T,垂直于纸面向里的其质量为2.如图 10 所示，宽度为 L = 0.20 m 的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，导轨的一端连接阻值为7 = 0.9 Q 的电阻.导轨 c段右侧的空间存在垂直桌面向上的匀强磁场，磁感应强度 B=0.50 T. 一根质量为 rn =10 g,电阻 r=0.1 Q 的导体棒 ab 垂直放在导轨上并与导轨 接触良好现用一平行于导轨的轻质细线将导体棒 ab 与一 重物相连，将重物从图示位置由静止释放.当导体棒 ab到达 c时，距地面的高度为/i = 0.3m 已知导体棒“

7、b 进入磁场时恰做P= 10nVs 的匀速直线运动，导轨电阻忽略 不计，取g=10nv2.求：(1) 导体棒在磁场中匀速运动时，闭合回路中产生的感 应电流的大小；(2) 挂在细线上的重物的质量；(3) 电阻上产生的热量.解析 导体棒“b 在磁场中匀速运动时，闭合回路中产 生的感应电动势为BE = BLv = 1.0 V感应电流为_ BLv 0.50 x0.20 x10Z =R + r=0.9 + 0.15 6(2)导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡，则有 BIL = MSBIL0.50 x1x0.20所以心g =10kg -0.01 kg(3)导体棒移动 30 cm 的时间为Xf = 0e03

8、sv根据焦耳定律，导体棒移动 30 cm,整个回路产生的焦耳 热Qi = P(R + r)t = 0.03 J(或 Qi = Mgh 0.03 J)根据能量守恒，重物落地后，导体棒继续做切割磁感线的 运动，直至停止.该过程产生的焦耳热6 Qi = nv2= 0.5 J电阻 R 上产生的热量RQ = (QI+Q2)7；=0.477J.-1返回答案1 A0. 01 kg0.477 J图811 电磁起重机由于强大的磁场力作用，在运输铁质物资时, 显示了明显的优越性，电磁起重机中电磁铁的直径约 1 5 米， 可提起 16吨的物体.若在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直 至离开磁场.操作时通过手摇轮轴 A 和定滑轮 O 来提升线圈. 假设该线圈可简化为水平长为 L,上下宽度为 d 的矩形线圈， 其匝数为门，总质量为 M,总电阻为 R,如图 11 所示.开始时 线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐，若转动手摇轮轴 A 在时间 f 内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场.此过程中， 流过线圈中每匝导线横截面的电量为 q,求：（1）磁场的磁感应强度的大小；（2）在转动轮轴时，人至少需做多少功？（不考虑摩擦影响）练习.光滑绝缘曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图 8 所示，抛物线的方程为 y=x2,其下半部处